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Übung Nr. 07 zur Vorlesung Physik III
Prof. Dr. Peter Lemmens
M.Sc. Fatih Cetin, Dipl. Phys. Dirk Wulferding
Nachname:
Matrikel-Nr:
Vorname:
Studienfach:
Ο Physik Bachelor Ο 2 Fach Bachelor
Ο andere:
1. Stern-Gerlach-Experiment
In einem Versuchsaufbau zur Demonstration des Stern-Gerlach-Experiments passieren die
dB
Silberatome ein Magnetfeld mit Gradient
vom Betrag 1,4 T/mm auf einer Länge von l=
dz
3,5 cm. Die Atome haben eine Masse von m = 1,8 * 10-25 kg und bewegen sich mit einer
Geschwindigkeit von v = 750 m/s. Welchen Abstand haben die beiden Teilstrahlen, die hinter
dem Feldgradienten auf einer Glasplatte auftreffen?
dB
als konstant an.
Hinweis: Nehmen Sie den Feldgradienten
dz
2. Anomaler Zeeman-Effekt
In welche einzelnen Energieniveaus spalten die Terme 3d und 2p beim Anlegen eines äußeren
Magnetfeldes auf? Welche optischen Übergänge sind zwischen den aufgespaltenen Niveaus
möglich? Dabei kann das äußere Magnetfeld als klein im Vergleich zum inneren Magnetfeld
infolge der starken Spin-Bahn-Kopplung angesehen werden (kein Paschen-Back Effekt).
3. Atom im Magnetfeld
Ein Atom mit der Quantenzahl l = 1 emittiert ein Photon der Wellenlänge λ = 600 nm und
befindet sich anschließend im Zustand mit l = 0. Befindet sich das Atom in einem Magnetfeld
kommt es zu einer Wechselwirkung des magnetischen Moments des Atoms mit dem
Magnetfeld. Berechnen Sie die Verschiebung der Energieniveaus aufgrund dieser
Wechselwirkung, wenn das Magnetfeld B = 2 T ist.